区块链101：交易

这是关于区块链的系列文章的一部分。如果这是你第一次接触到本系列文章，我强烈建议从系列的开始阅读。

在上一篇文章中，我们介绍了什么是区块链，还讨论了一些与这项技术相关的概念。从本质上讲，我们关注的是模型的 结构性 方面——它实际上只是一个 区块链。

这是我们旅程的一个良好开端，但这 还远远不够 整个故事。我们还有很多内容需要涵盖！

为了开始，我想让我们关注 交易，因为它们是任何区块链的核心。比特币被设想为一种 现金系统，可以改善集中处理器的一些问题——因此 交易能力 自然是这项技术中最重要的方面之一（如果不是 最 重要的话）。

开始吧！

构建一笔交易

比特币中的交易相当简单易懂。再说一次，这是一个现金系统——因此交易只将资金从 A 移动到 B。

当我们转向其他区块链时，我们会看到交易可以做更多的事情！

实际上，这么简单，以至于我们可以尝试从零开始创建这样的模型。

让我们开始想象每笔交易移动 一枚硬币。

在这个简化的场景中，发送者（Alice）只需要指定 接收者（Bob），而要转移的 金额 将是 1。很简单，对吧？

嗯，有个问题：系统需要了解 Alice 和 Bob 是谁。

就我们日常应用而言，我们可能会想“嘿，这听起来太像 用户名 了！”你可能会认为区块链可以处理这么常见的事情——但我们的基本模型并不支持它。

起码，不是开箱即用的。

那么Alice如何告诉区块链她想特别给Bob发送一枚硬币？Bob 究竟是谁？既然我们谈到了，这又是什么让Alice成为Alice？是什么定义了他们在系统中的 身份？

我是谁？

私钥和公钥

我们已经讨论过发送者需要 同意 交易才能发生——Bob无法强迫Alice给他任何钱。

我的意思是… 我不会使用一个设计允许抢劫的系统！

这种同意是通过在交易中附加一个 数字签名 来实现的。我们不需要完全理解数字签名是如何工作的——只需了解其中的一些关键元素。这将帮助解释我们所理解的“Alice的身份”。

数字签名工作分为两个步骤：

• 首先，你获取一个 消息（在这种情况下，是我们的交易），并使用被称为 私钥 的东西生成一个 签名。
• 然后，任何人都可以使用该 签名 和一个相关的 公钥 来检查签名是否有效。

无论 签名 和 验证 算法是如何工作的（有关更多信息，请查看这篇文章），请注意，Alice关联了 两个密钥：一个 私有（或 秘密）密钥，一个 公有 密钥。

Alice需要她的私钥来 签名。如果此密钥被共享，任何持有它的人都可以代表Alice生成签名——某种程度上是冒充她。因此，私钥 不能共享（这在它们的名称中显然得到了反映！）。

这两个密钥是密切相关的：公钥可以从私钥获得，但反之则不行。类似于哈希，这个过程在实践中是 不可逆 的。这意味着公钥可以 共享给任何人，而无需担心会失去你的资金。

那么，是什么让Alice成为Alice？从她的角度来看，就是她 签名 自己的交易的能力——也就是她的 私钥。从其他任何人的角度来看，就是能 验证 她的交易的能力——这由她的 公钥 提供。

当Alice把一枚硬币转给Bob时，她将接收者设置为Bob的 公钥（或者实际上是他的 地址——我们稍后会讨论）。当然，Bob持有他自己的私钥，他现在可以签署一笔交易以转移他刚刚收到的硬币。

简而言之：

区块链的身份由公钥提供，公钥是私钥的反映，而私钥则是允许用户签署自己交易的小工具。

地址和钱包

通常，我们不谈论私钥和公钥。我们更常用的术语是 地址 和 钱包。让我们来谈谈这些！

一个 地址 与公钥紧密相关——它是标识用户或账户的标准方式。

我们将在系列的后面详细讲述地址是如何计算（或 派生）的。这是一个非常有趣的主题，涉及一系列的加密操作。目前，只需知道一个地址是与公钥相关联的，而公钥又与私钥相关联。

最后，钱包是我们通常用来与上述三个术语互换使用的术语。我们通常不说“转账到这个公钥”——相反，我们会说“转账到这个地址”或“转账到这个 钱包”。从技术上讲，钱包是管理私钥的一些 硬件 或 软件，但多年来，它几乎演变成与地址相同。

我想一开始就澄清一个常见的误解：钱包 不持有钱。区块链中的“钱”只是与地址相关联的一个值——我们可以说它 生活在区块链上。钱包只是 转移资金的能力。

好的！希望这不会让人感到困惑。归根结底，这一切都是关于 签名 和 验证。在区块链中有一句话：

不相信，验证。

随着我们深入这个系列，这将变得越来越相关。目前，它的意思是“如果没有发送者的签名，则任何交易都不可接受”。

但等等……我们刚刚是发送一枚硬币，对吧？如果我们想发送更多呢？

模拟货币

转移 一枚硬币 是一个有意的 gimmick，目的是让我们关注交易签名。

现在，让我们放宽限制，允许用户拥有 多个硬币（即余额）。我们必须更彻底地审视我们的模型。

在你选择的银行中，你通常有一个账户，只有一个余额。从这个账户转移资金会导致余额减少，仅此而已。

那么熟悉，如此简单，很直观，哇。

这种方法被称为 基于账户的模型，每个账户都有一个单一的 余额。大多数区块链（例如，以太坊）使用此模型。

比特币在这方面有点叛逆，使用一种称为 未花费交易输出（Unspent Transaction Outputs）或简称 UTXO 的不同模型。这有点奇怪——所以让我们试着通过类比来理解它。

未花费交易输出

当你在现实世界中花钱时，你通常会使用 纸币。你知道的，就是这些：

现在，如果你用 100 美元的纸币支付 40 美元的餐费，你期望会收到 找零。这是因为纸币是 不可分割 的——你无法将其撕成两部分，并将一部分给商店老板。这会失去其价值。商店老板可能对这种付款方式不会感到很高兴。

这是 纸币 的一个限制——但嘿，我们正在从头开始设计一个系统。没人告诉我们该做什么。如果我们想的话可以分割纸币。让我们分割一些纸币。

在比特币中，“纸币”是我们所称的 未花费交易输出。就像纸币一样，它们有一个相关的金额。

当Alice想给Bob发送一些比特币，比如 12 比特币（哇哇，女孩，你手里有很多钱），她可能没有一张 确切 的纸币。她的余额实际上是由 多个金额不同的纸币 组成的。假设她有三张：一张 8，一张 3，还有一张 2。

为了澄清：1比特币不是你可以转移的最小金额。我只是想使用简单的数字，仅此而已！

Alice可以这样付款：

• 把所有纸币放在一个盒子里。盒子的总价值是 13。
• 这个盒子会产生 两张 新纸币，一张 12 给Bob，一张 1 给Alice。

只要满足以下条件：

• 输入被标记为 已花费（或 销毁），
• Alice拥有所有输入，
• 进出盒子的总价值相同，

那么这个机制就是 完全有效的！而你知道吗？这个 盒子 正是比特币表示交易的方式！

我希望你能理解为什么这个高级名称——你只能花费一些交易的输出，所以它们是未花费交易输出（UTXO）！

UTXO与账户

在这一点上，问一下 我们为什么要使用这种模型 也是很公平的。别担心，我们都有过这样的思考。

使用基于账户模型（例如在你当地的银行）的一种原因是 顺序重要。如果你有一个 100 的余额，并且你试图向Alice支付 80 和向Bob支付 40，其中一笔交易 将失败。重要的是要跟踪区块链应该 先处理哪一笔交易。

像以太坊这样的区块链 确实需要 跟踪交易的顺序。

UTXO模型通过设计避免了这一点：你只需选择哪些纸币要花费。一旦一张纸币进入交易，它就没了。蹦。它无法再次使用。无需跟踪交易的顺序！

我们还可以提到其他差异。例如，在账户模型中，用户的余额信息位于单一位置——其账户。而在公共区块链上，这些信息是向所有人可见的！UTXO 模糊化 了这些信息，因为用户的总余额分布在许多单独的纸币上。

还有其他差异包括无状态性和细粒度的交易控制，不过我想这些信息现在已经足够了！我建议阅读这篇文章以获得更详细的主题概述。

总结

在这一期中，我们学习了如何在网络中识别用户，以及如何制定交易方案。很不错！

这些基本概念在每个区块链中都会或多或少适用，因此理解这些概念非常有用。

我们现在知道如何创建交易……但接下来发生了什么？我们如何将交易提交到区块链？一旦提交，它是如何被处理的？

这些都是我们将在下次会面时尝试回答的问题！敬请期待我们探索网络如何处理和达成一致的交易——我们所称之为 共识机制。很快见！

• 原文链接： medium.com/@francomangon...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，在这里修改，还请包涵～